Un dogme central de la génétique battu en brèche

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Au cours des immenses progrès en 30 ans de la génétique un dogme apparut et que personne n’avait jusqu’à ce jour remis en cause : l’ADN des mitochondries – ces petites centrales énergétiques de la cellule vivante qui produisent de l’ATP en « brûlant » par exemple du glucose et donc en consommant de l’oxygène puis rejetant du CO2 – provenait, au cours de la reproduction sexuelle, de la mère et exclusivement de celle-ci. Les milliers de copies de cet ADN mitochondrial circulaire de 16569 paires de bases codant pour 37 protéines différentes (chez l’homme) et retrouvées dans chaque cellule sont toutes identiques, on dit homoplasmiques en termes savants, c’est-à-dire provenant uniquement de la mère. Lors de la fécondation d’un ovule qui contient des mitochondries de la mère, les mitochondries géantes du spermatozoïde, selon ce dogme, ne pénètrent pas à l’intérieur de l’ovule ou si par erreur certaines d’entre elles arrivent à pénétrer elles sont alors immédiatement détruites. C’est aussi en s’appuyant sur ce dogme que certains aspects des recherches paléogénétiques ont progressé. En effet l’ADN mitochondrial, en termes de mutations, varie plus rapidement que l’ADN nucléaire, un paramètre qui a permis de dater certaines divergences matrilinéaires entre sous-espèces au cours de l’évolution comme par exemple la divergence entre les chimpanzés et les bononos.

Lorsque divers travaux se focalisèrent sur des maladies génétiques d’origine mitochondriale il apparut que cet ADN mitochondrial n’était pas totalement homoplasmique mais qu’il coexistait une forme d’ADN mitochondrial non muté avec la forme mutée. Par exemple dans le cas de la maladie génétique de Leigh qui conduit à un retard mental sévère, des troubles moteurs profonds et la mort à la suite de convulsions et d’insuffisance respiratoire au bout de quelques années, la gravité de ces symptômes a pu être reliée au pourcentage d’ADN mitochondrial défectueux (mutation m.8993T>G) en regard de l’ADN mitochondrial non muté. L’ADN mitochondrial était donc à l’évidence de nature hétéroplasmique. Cette observation a alors conduit des équipes de biologistes des USA, de Chine et de Taiwan – une improbable collaboration internationale – à se pencher séparément et en utilisant des approches expérimentales différentes sur trois familles n’ayant aucun lien entre elles et dont quelques-uns des membres de ces dernières présentaient à des degrés de gravité divers des maladies génétiques d’origine probablement mitochondriale. Ces travaux avaient été initiés à la suite de la naissance d’un « enfant à trois parents » en 2016 dont l’ovule de la mère, porteuse d’une maladie génétique mitochondriale, avait été énucléé, le noyau implanté dans un ovule sain lui-même énucléé au préalable et ensuite fécondé in vitro par un gamète du père puis introduit dans l’utérus de la mère (lien en fin de billet).

L’article dont est inspiré ce billet et aimablement communiqué par le Docteur Taosheng Huang de l’hôpital pour enfants de Cincinnati qui a coordonné ces travaux fait état de la nature hétéroplasmique de l’ADN mitochondrial comme cela a été montré dans le cas de la famille A dont l’arbre généalogique est présenté ci-dessous où les carrés représentent les hommes et les ronds les femmes.

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Les symboles en noir représentent les 4 membres de la famille (II-1, II-3, II-4 et III-6) montrant une transmission biparentale de l’ADN mitochondrial. Les symboles remplis de diagonales représentent les 6 membres de la famille montrant un degré élevé d’hétéroplasmie de cet ADN mais avec transmission par la mère normale (III-1, III-2, III-5, IV-1, IV-2 et IV-3). Les membres de la famille soulignés ont fait l’objet d’une séquençage complet de leur ADN mitochondrial. Il en est ressorti une carte de l’hétéroplasmie de cet ADN :

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Par rapport à une séquence d’ADN mitochondrial de référence figurent en bleu le long de la séquence les variants hérités du père, en rose et en rouge les variants dérivés de la mère. Dans cette famille l’enfant IV-2 de 4 ans avait été diagnostiqué comme souffrant d’hypotonie et de douleurs musculaires. Son état clinique avait été attribué avant même que son ADN mitochondrial ne fut séquencé à une maladie génétique. Sa soeur jumelle (IV-3) présentait un retard d’élocution sans autres symptomes. Leur soeur plus âgée (IV-1) ne présentait aucun symptôme clinique particulier. Leur mère (III-6) avait été diagnostiquée comme souffrant d’une neuropathie légère et de douleurs musculaires au niveau des jambes, symptôme attribué à une sclérose en plaque sans qu’ait été alors suspecté un désordre mitochondrial. Les résultats des séquençages ont donc confirmé la présence de 9 variants homoplasmiques et de 31 variants hétéroplasmiques, 19 d’entre eux provenant du grand-père (II-4), de la mère (III-6) des trois enfants IV-1, IV-2 et IV-3.

Cette étude ainsi que celles effectuées sur deux autres familles confirme qu’il existe bien une hétéroplasmie de l’ADN mitochondrial de type père/mère à des degrés divers expliquant au moins en partie les différences de gravité des symptômes cliniques. À la vue de ces résultats une question apparaît et dont l’éclaircissement demandera probablement des années d’investigation : quelle est la déficience, cette fois au niveau de l’ovule et au cours de la fécondation, expliquant la présence d’ADN mitochondrial d’origine paternelle ? Il s’agit peut-être d’un défaut dans la capacité d’autophagie (il faut parler ici de mitophagie) des mitochondries d’origine paternelles au cours des toutes premières divisions cellulaires de l’embryon ou alors d’une dérégulation de la duplication de l’ADN mitochondrial paternel échappant à tout contrôle nucléaire lors de ces premières divisions cellulaires. Pour confirmer ce type d’hypothèse la tâche risque d’être particulièrement rude et longue.

Source : http://www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1810946115 aimablement communiquée par le Docteur Huang qui est vivement remercié ici.

Et « enfant à trois parents » : https://doi.org/10.1016/j.rbmo.2017.01.013

Note. Selon le dictionnaire Larousse le dogmatisme est – je cite –  » une attitude philosophique ou religieuse qui, se fondant sur un dogme, rejette catégoriquement le doute et la critique « . Il n’existe par de dogmes dans les disciplines scientifiques, quelles qu’elles soient, car la science évolue sans cesse et les remises en question font partie de l’attitude normale d’un scientifique.

27 réflexions au sujet de « Un dogme central de la génétique battu en brèche »

  1. Je me souviens que pendant mes études, en cours de biologie moléculaire (BM), on parlait du dogme central de la BM qui voulait que l’ADN ne codant pas pour la biosynthèse des protéines (80 % voire plus de l’information totale portée par l’ADN), ne servait à rien, et répondait au doux nom de « junk DNA » (ADN poubelle). Evidemment, il n’en est rien, et on sait maintenant que cet ADN poubelle a une importance cruciale dans tout un tas de phénomènes comme entre autres la régulation de l’expression génétique et l’évolution. Mais malgré les avancées (permises par le « projet ENCODE »), on ne sait toujours pas à quoi servent exactement ces 80 % d’ADN.
    Bref, on sait qu’on ne sait pas, ce qui est déjà pas mal.
    Même chose pour l’ADN mitochondrial dont on croyait à tort qu’il obéissait à des lois non mendélienne chez l’homme. Cependant, cet ADN endosymbiotique ne contrôle pas l’intégralité du fonctionnement des centrales énergétiques que constituent les mitochondries, et je crois me souvenir qu’une grande partie des gènes mitochondriaux a été transférée au noyau cellulaire au cours de l’évolution…du moins chez les organismes animaux évolués gros consommateurs d’énergie chimique. Ce qui est d’ailleurs logique car quand on sait que l’étape finale de l’oxydation des hydrates de carbone a lieu dans les mitochondries par l’intermédiaire entre autres du processus complexe qu’on appelle la « chaîne des transporteurs d’électrons », 37 protéines pour faire tout ce boulot me paraît un peu léger. Et c’est sans compter la contribution de ces organites complexes au suicide cellulaire (« l’apoptose »).
    Par contre, à la lumière de ces expérimentations « sino-taïwano-américaines » qui indiquent que la filiation mère-enfant n’est pas aussi tranchée qu’on pourrait le croire, on voit que nos amis biologistes ont encore beaucoup de pain sur la planche pour comprendre dans le détail ne serait-ce que le fonctionnement fin d’une seule cellule eucaryote évoluée.

  2. La science, dans son formalisme, ne se devrait pas d’être dogmatique, or il y a un exemple autre que celui de ce fameux réchauffement climatique anthropogénique montrant que ce n’est pas toujours le cas.
    Rien que cette idée que l’origine du genre Homo proviendrait d’un singe arboricole se retrouvant à vivre au sol, dans la savane, à se mettre debout, avec des pied hautement spécialisés et en y perdant se poils, remet en cause la loi de Dollo.
    Personnellement je me représenterais bien Homo Sapiens Néanderthalensis comme étant hirsute, couvert d’un doux pelage bien chaud pour les longues nuits d’hivers des ères glacières.

  3. Pour les gens que cela intéresse, voici une courte vidéo YouTube -extrêmement bien faite- sur la réplication de l’ADN en images de synthèse :

    (Pour les gens ne pratiquant pas l’anglais, il faut activer le sous-titrage de la vidéo en français en allant sur la roue crantée en bas à droite pour choisir la langue des sous-titres, puis activer le sous-titrage sur l’icône à gauche de la roue crantée).
    On touche du doigt ici avec ces magnifiques images de synthèse l’énorme complexité de la biologie cellulaire. Si c’est Dieu qui a fait tout cela, alors c’est un ingénieur hors pair qui mérite largement quelques milliards de milliards de prix Nobel.

    • Seriez-vous créationiste ? Je pense plutôt que le monde vivant s’est adapté au cours de l’évolution en complexifiant le système cellulaire depuis les archéobactéries, l’origine de la vie étant toujours un problème non résolu. L’ultime stade de complexité est le cerveau humain. Je pense qu’il existe d’autres formes de vie sur d’autres planètes dans notre galaxie et dans l’univers entier. Enfin j’ai travaillé pendant 7 ans sur les mitochondries pour l’obtention de ma thèse de doctorat d’Etat et je connais bien ces organites subcellulaires …

      • Je suis laïc et un pur produit d’une grande école d’ingénieurs et de l’université Paris XI, donc classiquement darwinien, et cette métaphore divine est une façon de partager mon émerveillement devant la complexité inouïe de la vie que les informaticiens d’aujourd’hui arrivent à recréer avec des animations remarquables comme celle-ci qui contient en plus de la réplication de l’ADN un échantillon de la biosynthèse d’une protéine :

        C’est quand même plus passionnant que les jeux sur Playstation, non ?
        La vie sur Terre étant très jeune (4 milliards d’années) par rapport à l’âge de l’Univers (13.5 milliards d’années), la probabilité que des êtres vivants infiniment plus évolués que nous puissent exister dans notre galaxie ou ailleurs tend théoriquement vers les 100 %, si j’en juge par les progrès de l’astrophysique (découverte d’un nombre élevé d’exoplanètes potentiellement habitables) et la recherche sur les origines biochimiques de la vie (modèles à protéines et ARN autocatalytiques) qui avance à grands pas.

      • PS : il me semble que quelqu’un vous a posé une question ci-dessus sur l’épissage des ARN mitochondriaux 🙂

  4. @camembert
    Il n’y a normalement pas d’épissage de l’ADNmt. Dans le cas de l’hétéroplasmie mise en évidence dans cet article peut-être que l’épissage de l’ADNmt observé répond à l’existence de mutations ou bien est-ce cet épissage qui a créé les maladies observées. En lisant en détail cet article très intéressant je n’ai pas trouvé d’éléments de réponse clairs à cette question.

    • Il semblerait que certains ARNmt possèdent des introns « auto-excisables », notamment chez les espèces inférieures (champignons, végétaux..); on a donc à faire à des ARN autocatalytiques (ribozymes).
      On touche là aux prémisses de la vie primitive qu’on connait encore très mal en effet (Cf théorie du monde à ARN de Gilbert).

    • Je reviens d’une soirée football très animée et arrosée 🙂
      Dans l’éventualité où le lecteur moyen n’arriverait pas à comprendre ce dont on parle, je fais un rapide topo des quelques concepts biologiques utiles :
      – les centrales énergétiques des cellules s’appellent les mitochondries
      – les mitochondries sont des bactéries ancestrales qui ont élu domicile dans des cellules plus évoluées et donc beaucoup plus grosses et plus complexes qui sont les nôtres aujourd’hui
      – les mitochondries ont permis la sortie de l’eau des êtres vivants et ont permis la naissance de la vie « mobile » donc animale, au cours de l’évolution
      – les mitochondries nous permettent de respirer, et leur moindre dysfonctionnement peut nous être logiquement fatal
      – les mitochondries possèdent un programme de fonctionnement basique (ADNmt) très réduit
      – ce programme est sous le contrôle du noyau de chacune de nos cellule (ADN des millions de fois plus riche en informations)
      – pourtant, toute erreur sur le programme de fonctionnement des mitochondries aboutit à des maladies très graves (ce qui est petit n’est pas forcément négligeable donc)
      – on pensait jusqu’à récemment que toutes les mitochondries étaient issues à 100 % de la maman (elles viennent de l’ovule avant le fécondation par l’ADN du spermatozoïde)
      – des analyses de l’ADN des mitochondries montrent pourtant que de l’ADN du papa peut se mélanger à l’ADN des mitochondries de la maman
      – certains mélanges d’ADN mitochondriaux peuvent engendrer des enfants souffrant de maladies très graves voire mortelles.

      PS : merci de me corriger en cas d’erreurs d’interprétation 🙂

  5. J’adoooore ces images de synthèses dans la première partie du didacticiel de la vidéo de 20mn (avant les cellules filmées) ! Mais j’ai vraiment l’impression de voir une pub sur le fonctionnement des enzymes gloutons dans les lessives. Remember …
    Comme disait mon vieux prof de génétique, il y a 35 ans, la rapidité de duplication des 3 milliards de paires de bases par cellules humaines est assez sidérante même en tenant compte des duplications en parallèles sur les chromosomes (il faut tenir compte aussi du temps pour défaire les « noeuds » comme qui dirait Coluche) qui font 2 mètres de long, pour chaque cellule de 1/100e de mm, d’un ADN à taille nanométrique (Largueur : 2,4 nanomètre (2,4 10-9) ; Hauteur d’une spire hélicoïdale 3,4 nanomètre (3,4 10-9) !
    Sachant que dans tout organisme, tout ne se fait pas n’importe comment et à n’importe quel moment donc qu’il faille minimum de coordination entre les 6 fois 10 puissance 13 cellules dans l’organisme et où la longueur de l’ADN mis en ligne serait: 1,2 fois 10 puissance 14 mètres = 1,2.10puissance11 km, c’est-à-dire environ 1000 fois la distance Terre Soleil, j’opterai sur la puissance de l’imagination humaine pour envisager la « manufacture » de la duplication ADN d’un humain (ou autre bestiau de ce genre) plutôt que de me fier à des images mécanicistes qui font un peu tapisserie d’Epinal.
    La révolution quantique se doit d’être pensée en biologie. Il y a un effort de la part de nos biologistes pour rendre compte des effets quantiques dans les réactions moléculaires et sans lesquelles je crains que notre fonctionnement global, i.e. notre comportement (cf. génétique du comportement), ne puisse tout bonnement pas s’articuler et qui assure, entre autre, une homéostasie au sens large.
    Mais, car il y a un mais à faire entrer ces concepts quantiques dans le dit « vivant », l’introduction d’une pensée quantique (et même relativiste puisqu’il s’agit de vitesse de réactions chimiques qui admettraient des « paquets d’ondes ») reposerait la question du déterminisme de la sélection naturelle posée par Darwin et défendue par les tenants de la théorie synthétique de l’évolution. La question du déterminisme, de l’ordonnancement de la cause-effet serait reposée.
    Pour exemple : comment expliquer, lors de la copulation de certaines espèces, la conservation de sperme de différents mâles dans la matrice vaginale ? Comment et à quel moment y a-t-il tri et sélection des « bons » spermatozoïdes ? Question rigolote non ? !

    • Excellente intervention, merci 🙂
      D’un point de vue général, quand on s’intéresse à l’enzymologie, force est de constater qu’on ne comprend pas comment ces protéines catalytiques peuvent fonctionner à la vitesse d’un avion supersonique grâce à l’agencement précis entre site actif de l’enzyme et les molécules de substrat qui comme par magie vont se diriger à la queue leu leu dans la bonne direction avec une précision femtométrique. Chaque chose est à sa place, derrière un chaos brownien apparent. A cette échelle, on commence à être en effet dans le début du domaine de la quantique. Comment relier ainsi la biologie macroscopique et la physique de l’infiniment petit ? Pour le moment, personne n’en sait rien et ceux qui s’aventurent dans ces eaux troubles (Marc Henry de l’université de Strasbourg par exemple) se font allumer en permanence par leurs pairs qui les accusent de charlatanisme.
      Après tout, Darwin et Wegener se sont faits traîner dans la boue pendant des décennies avant qu’on s’aperçoive que leurs théories étaient fondées.
      En science, comme en religion, il faut être prudent et patient.

      • eh oui, on est passé d’un fixisme dogmatique à une dynamique des événements.
        Wegener et la dérive continentale – certainement due sur Terre au drame cosmique qui nous donna une Lune ; un univers doté d’une histoire qu’un Einstein a induit lui-même au sein d’une vision d’un univers fixe ; un Darwin qui a surfé sur la vague transformiste (Wallace, Lamark …) d’une époque où si la Terre n’était plus tout à fait plate et que le soleil ne tournait plus autour de celle-ci, nos conceptions d’un homme cuisse de Jupiter étaient prévalentes.
        Il va de soi que le tremblement de terre sociologique proviendrait de mutations qui ne seraient pas toutes dues au hasard, donc ni dérive génétique à la Ohno, ni de mémoire épigénétique ou d’effet transgénérationnel, quoique l’on y voit un glissement sur le dogme ADN vers la protéine sans effet inverse.
        Le hasard est un produit idéologique satisfaisant l’homme ignorant, et quoi de plus dur à admettre que de grands savants peuvent savoir si peu. L’humilité n’est pas une caractéristique que j’ai pu rencontré chez nos scientifiques, bardés de certitudes aux moues douteuses sur les nouvelles théories, sauf chez des feu Rémy Chauvin et P.-P. Grassé que j’ai eu la chance de croiser – et des Kervran ou des J.-P. Petit pour d’autres domaines … 🙂

      • Mon expérience en management indique que le profil des innovateurs se retrouve chez des gens au caractère bien trempé, prompts à remettre en cause des certitudes (c’est ce que disait d’ailleurs de Gaulle). Or, le processus de sélection des élites a pour résultat de produire des gens adaptables, conciliants et peu curieux, donc très moutonniers, qu’on retrouve généralement dans les hautes sphères de la science officielle. Quand on est porteur d’un projet d’innovation de rupture, il faut éviter l’écueil classique : avoir raison trop tôt. Il faut donc savoir attendre et identifier le bon moment où les idées nouvelles peuvent percoler dans la société. C’est le « marketing des idées nouvelles » qu’on n’apprend jamais dans les livres et qu’on arrive à gérer sur le tas, une fois qu’on s’est pris quelques paires de baffes.

      • La vraie spécialité de ma carrière était l’enzymologie et j’ai toujours été émerveillé par la rapidité de la catalyse enzymatique. Quand on parle d’une nanomole de substrat par millilitre on a tendance à oublier qu’une mole c’est 6 x10 puissance 23 molécules vraies. Une nanomole c’est encore 6 x 10 puissance 14 molécules vraies et l’enzyme en transforme allègrement 1000 milliards à la minute. Le raisonnement macroscopique ne s’applique plus. Quant à dire qu’on est dans la limite du quantique ça me paraît un peu exagéré surtout en ce qui concerne la réplication de l’ADN nucléaire puisqu’il n’y a dans le noyau cellulaire qu’une seule copie de l’ADN. Et pour les mitochondries c’est à peine différent puisqu’il y a à peine une centaine de copies de ce tout petit ADN par mitochondrie.

  6. C’est la question que posait l’excellentissime Pascale Mentré (une pointure sortie de l’ENS et qui a été maître de conf à Paris VI à une époque), quand en travaillant sur l’eau dans la cellule, elle s’apercevait que la catalyse enzymatique va à des vitesses hallucinantes dans des compartiments cellulaires pourtant archi-encombrés (« overcrowded ») de molécules diverses, où chaque chose semble être à sa place, comme dans une énorme usine truffée de lignes de production réglées au micro-poil près (voir les animations YouTube ci-dessus pour s’en convaincre). De plus, l’eau dans la cellule est dans un état de cristaux liquides (« ice-like »), et donc les lois de la chimie des solutions diluées ne s’appliquent plus. Pourtant on fait de l’enzymologie (cinétiques) dans des tubes à essais dans des conditions qui n’ont rien à voir avec ce qui se passe in vivo. Comment tout cela fonctionne-t-il ? Mystère…une piste possible est d’imaginer des comportements moléculaires (de l’eau) à la limite de ce qu’on observe en physique quantique (voir les idées de Marc Henry et ses « domaines de cohérence »). Ou alors une autre est de faire intervenir des fréquences de vibration qui organiseraient les ballets enzymatiques. Comment l’eau intervient-elle dans ces processus (rappelons-nous que l’ADN non hydraté a une durée de vie inférieure à quelques nano-secondes dans sa configuration normale) ? De plus, la question fondamentale en biologie cellulaire est la séquence « impression membranaire –> expression génétique ». Comment l’information extérieure parvient-elle si rapidement au noyau et comment ce dernier y répond, tel un ordinateur avec son système d’exploitation réseau ? Comment la communication se fait-elle entre l’ADN nucléaire et l’ADN mitochondrial ? Quel est le rôle des micro-ARN et autres ARN interférents dans la communication intra-cellulaire ?
    Questions très complexes donc. Peu importent les solutions, on est à mille lieues de les trouver, le principal est de se poser des questions et de ne pas hésiter à proposer des modèles sans s’auto-censurer. Si j’avais 40 ans de moins, je me lancerais avec délice dans plusieurs thèses -avec une équipe de pointures- sur ces sujets passionnants 🙂

    PS : C’est Francis Crick, que vous avez bien connu, qui a lancé le dogme central de la BM (seules les séquences codantes de l’ADN sont utiles, le reste, l’ADN poubelle, ne sert à rien….grosse erreur, bien entendu).

    • À l’époque où il m’arrivait souvent de déjeuner sur l’esplanade du « Salk » avec Francis on venait juste de découvrir les enzymes de restriction qui plus est au Salk Institute et à peu près au même moment l’amplification de l’ADN fut mise au point. On ne connaissait que peu de choses de la séquence des régions non-codantes de l’ADN. Mon directeur de travaux à UCLA, un chimiste des protéines pur et dur avait émis l’hypothèse des introns et des exons par déduction des comparaisons de séquences de protéines homologues en s’appuyant sur ce dogme de « one open-reading frame – one protein ». À ma connaissance ce dogme est toujours valable et certaines séquences dites non-codantes ont été attribuées à des micro-RNAs qui jouent un rôle dans de nombreuses régulations. J’avoue que je suis assez ignorant dans ce domaine.

  7. Merci Jacques-Henry de quantifier ce que je pointais du doigt qualitativement : nous sommes en présence de milliard d’opérations moléculaires simultanées dans la machineries cellulaire. Quand je fais référence à l’aspect quantique ce n’est pas pour démontrer que leurs lois s’appliquent à tous les organites de la cellule, loin s’en faut, bien qu’au niveau microtubules les vues de l’esprit d’un R. Penrose sont stimulantes même si elles sont controversées. Toutefois, comme le signale notre électrisant fromage, il faut remarquer que tout baigne dans un milieu aqueux aux propriétés moléculaires très spécifiques et laisse place sinon à l’imaginaire, tout au moins à des investigations plus originales (que tente le chimiste Henri).
    Pour illustration, remarquons pour suivre la configuration (quasi) cristalline de l’eau, ou encore son aspect lamellaire (monocouche) dans l’eau dite liée : les sucres et les protéines cristallisent également et un sirop peut présenter les « pieds » qui conforme ces cristaux pour leur précipitations. On peut envisager des interactions de résonances qui seraient des sortes de guides, de « blueprint », pour organiser les faisceaux rythmiques induits par les ces nuages cristallins à l’instar de la pulsation des quasi-cristaux de nos montres et ceci entre protides, sucres, en milieu aqueux où la membrane des lipides dont la structure lamellaire et bicouche permet les isolements par compartimentations (les lysosomes sont très significatifs à ce sujet). Je ne vais pas parler de recherche pluri ou transdisciplinaires* ici, mais puisque le verrou du dogme a sauté, j’espère que des « djeuns » sauront prendre les ficelles que des retraités avaient effilochés de la pelote, que dis-je, des pelotes de plus en plus isolées en spécialités.
    * Il faudrait effectivement enseigner l’ingénierie de l’innovation à nos nombreux chercheurs certes talentueux mais un peu trop « pointus » lol

  8. Mon point de vue personnel sur la vie tient dans cette affirmation qu’on peut largement débattre :
    « la biologie est le summum de l’informatique appliquée à la chimie ».

    • En somme, si j’ose cette opération réductrice, l’interaction du langage et du nombre … Si on l’étend philosophiquement on aurait la confrontation des limites conceptuelles et de l’infini numérique gérée (ou vitalisée pour reprendre le sens de votre propos sur la vie) par quelques fonctions dites mathématiques ?

      • En fait, je voulais dire que la cellule est un ordinateur qui traite fondamentalement de l’information. L’ADN est un système d’exploitation informatique (OS) avec des logiciels applicatifs (les gènes) et le reste (le junk DNA) un ensemble de librairies et de programmes gérant l’ensemble du fonctionnement de la cellule considérée comme un ordinateur (OS + disque dur = ADN, processeur = ARNm, bus de la carte mère = eau + petits ARN + molécules de signalisation, énergie = mitochondries, horloge = horloges moléculaires comme les sirtuines, etc..).
        Ce système d’exploitation est un OS réseau capable de se synchroniser avec les autres ordinateurs du réseau (cellules des tissus, organes, appareils etc…), chaque domaine du réseau représentant des cellules spécialisées (différentiation cellulaire). L’ensemble des cellules d’un être humain peut se comparer au réseau d’ordinateurs de l’Internet. La différence avec les ordinateurs est qu’un PC se sait pas se reproduire, alors que les cellules vivantes savent le faire.
        Ainsi, le vivant est une combinaison savante d’informatique et de chimie.

  9. Merci pour vos précisions.
    En reprenant votre comparaison qui se situe au sein de la cellule (ce qui évite la dichotomie triviale d’un cerveau « soft » et d’un « reste » du corps « hard » – merci), j’apprécie la remise en place du junk DNA comme participant à une activité en background aux offices encore à déterminer.
    En ce sens et pour reprendre l’informatique qui n’a de valeur que par un langage définit par une grammaire (ses opérateurs) et par les lettres qui régissent une orthographe -disons une base décimale, hexadécimale ou encore binaire.
    Une propriété remarquable du langage binaire est sa simplicité pour raisonner en terme de matrice où l’on peut développer des comparaison entre une matrice unitaire (1,0 ; 0,0) avec le mode de reproduction sexué (x,y ; x,x). Je renverrai aux travaux de (feu, encore un ) Gérard Langlet qui développa en langage APL* avec une fonction « miracle » dite propagation asymétrique de la parité. On peut à travers ce langage reconstruire des molécules (https://drive.google.com/file/d/0B3gbSUvJhxQuZWFzekcwdWxjX1U/view) et s’amuser à faire des mutations biologiques qui ne serait plus issue d’un dieu Hasard (https://drive.google.com/file/d/0B3gbSUvJhxQuSFNTWU1TYndZRm8/view) .

    Pour reprendre l’analogie avec l’ordinateur, je reprendrai les parties comme définies par von Neumann ** :
    1. Langage APL pour l’exemple – code binaire – appariement AC (base purine – 0) et TC (basse pyrimidine – 1) et sous-ensemble somatique d’une expression d’un ordre d’un degré N+1 su rla reproduction sexuée (voir ci-dessus).
    2. Unité de contrôle (ADN expression, épissage ARN, …) : protéogénèse.
    3. Mémoire (exons, introns, mitochondries, organites et « bagagerie » intracellulaire des macromolécules entrant en épigénétique et/ou influençant la transmission générationnelle).
    4. Entrée-sorties : conditions de l’environnement et pour l’homme en plus le culturel (influence à 95 % et 5 % naturel – équivalent à un bruit de fond de l’entourage – mais ceci n’est qu’une appréciation personnelle et forcément contestable !).
    Si la propagation asymétrique de la parité permet d’engendrer un développement fractal d’un organisme qui autorise une gestion des parties et de son ensemble, il reste que la coordination des parties dans le développement d’un tout se doit d’être harmonieux : le temps interagit avec l’espace. Einstein n’aurait pas dit mieux …
    Il se trouve que pour ces harmonies la rythmicité doit aussi être contrôlée (voir la famille des sirtuines). Un contrôle n’est pas la mise en place d’un process. Si les fractales s’occupent d’espace les rythmes de développement s’impose dans le monde vivant (des végétaux au animaux). Si la croissance des arbres et les rythmes de sommeil sont relativement bien compris, il est des comportements qui restent à démontrer. Par exemple la formation d’une spirale chez l’araignée tisseuse telle l’Epeire de nos jardins. On peut prétendre que l’araignée suit un angle constant par rapport à chaque rayon pour déposer un fil selon une spirale. Ou alors, telle fut l’objet d’un travail en 1983 par bibi, envisager un comportement engendré par l’intégration des quelques cellules nerveuses de la bête à huit pattes d’un système de vibration qu’elle construit par tension jusqu’à ce que le rayonnage constitue un système en résonance (voir l’effet d’une troupe de fantassins sur un pont). Or si l’on prend une des particularités des mathématiques (cf. A. T. Winfree – The Geometry of Biological Time) sur les rephasages, nous obtiendrons une spirale (si la vibration n’est pas interrompue) ou un cercle si l’opération reboucle à un instant O. Il y a influence d’une résonance sur l’ensemble de l’expression comportementale d’un individu dont les ressources cellulaires seront sollicités pour accomplir ce travail : ici la construction d’une spirale.
    Les cercles et spirales sont légions dans les formes naturelles (elle s’insère aussi dans le cadre des fractales selon les étages de l’organisation) et l’on peut ainsi généraliser cette hypothèse et la contrôler pour étudier les moyens mis en œuvre, pour des tournesols par exemple (n’est-ce pas Professeur ! lol).

    Ainsi les entrées et les sorties ont leurs mots à dire, dans un aspect de globalisation, puisque les mouvements périodiques les plus basiques de la lumière proviennent d’une rotation de la Terre sur elle-même et autour du soleil, qui lui-même etc.

    L’allusion à l’informatique est pertinente si elle n’exclue pas l’ouverture sur des voies d’explication par d’autres phénomènes de régulation qui suggère un complexe (au sens mathématique du terme à l’instar d’un nombre complexe) qui intègre topologie et « timing », réel et imaginaire pour faire allusion au temps des rêves.
    Tout ça pour dire que les dogmes sont souvent des remparts pour valider le découpage des sciences et éviter, trop souvent par paresse plutôt que par lâcheté, de remettre en cause une sécurité intellectuelle de nos savoirs.
    En espérant ne vous avoir pas endormi entre temps !

    * Pour petite présentation : http://sboisse.free.fr/science/maths/factorisation-langlet-code-gray.php

    ** L’architecture de von Neumann décompose l’ordinateur en quatre parties distinctes :
    1. l’unité arithmétique et logique (UAL) ou unité de traitement, qui effectue les opérations de base ;
    2. l’unité de contrôle, qui est chargée du séquençage des opérations ;
    3. la mémoire, qui contient à la fois les données et le programme qui indique à l’unité de contrôle quels calculs faire sur ces données. La mémoire se divise en mémoire vive (programmes et données en cours de fonctionnement) et mémoire de masse (programmes et données de base de la machine) ;
    4. les dispositifs d’entrées-sorties, qui permettent de communiquer avec le monde extérieur.

    • Magnifiquement analysé et bien documenté !
      Merci pour le langage APL que je connaissais pas, je ne savais pas qu’il était aussi puissant que cela dans pas mal d’applications scientifiques passant par le calcul matriciel. Merci aussi pour ce rappel salutaire sur les moteurs à fractalité qui sont des générateurs de complexité probablement impliqués dans l’évolution.
      Depuis l’expérience de l’équipe de Craig Venter qui a fait fonctionner une cellule en l’énucléant et en remplaçant son génome par un génome de synthèse, on sait que l’ADN est un système d’exploitation (capable par définition de prendre le contrôle d’un hardware car contient tous les pilotes de périphériques nécessaires à cette prise de contrôle). L’ADN est codé en base 4, et sa taille ne dépasse pas les 800 Mo, ce qui est d’une compacité hallucinante pour un système d’exploitation en réseau. Bien qu’assez ancien, on peut utiliser le terme « machine de Turing » si on préfère pour l’ADN, avec un fonctionnement processeur (de von Neuman) basé sur des registres qui ne sont ni plus ni moins que de l’ARN messager.
      Le truc important dans ce type de machines est la circulation de l’information. Pour qu’une machine informatique fonctionne, il faut un bus, et mon intuition personnelle est que l’eau cristalline dans la cellule pourrait servir de résonateur et donc de vecteur de transmission de vibrations assimilables à des signaux analogiques entre l’environnement cellulaire et l’ADN qui lui aussi est directement connecté à l’eau (car sans ses couches d’hydratation, il casse tout de suite).
      Le travail d’équipe entre biologistes, physiciens, mathématiciens et informaticiens, promet d’être riche.

      • Une de mes petites-filles (15 ans) jongle avec le langage C++ et se passionne pour l’informatique. Je crois savoir que le C++ est encore plus puissant que l’APL mais j’avoue que je n’y connais rien du tout …

  10. @jacqueshenry : je suis très mal placé pour répondre avec rigueur à cette question, étant naturellement allergique aux langages informatiques que j’ai toujours considérés comme des outils pour autistes (par rapport aux langages évolués comme ceux pratiqués par les êtres humains). Même si je fais pour des besoins personnels assez souvent des scripts en BASH sous Linux. M’obliger à penser comme une machine avec pratiquement aucune subtilité m’énerve un peu. Lol. Je suis de la vieille génération des scientifiques généralistes amoureux des lettres et des arts et j’ai du mal avec les petits génies de l’informatique pissant du code à la volée par écran interposé simplement parce qu’ils sont incapables de dialoguer avec un être humain (situation très répandue et pas facile à gérer quand on prend en charge un projet informatique de grande envergure).
    Pour en revenir à la question, le plus important est l’analyse (l’agencement des algorithmes), dont la traduction intelligible par la machine se fait par le biais d’un langage IT. Le C++ est un langage de référence compilé, orienté objet et est muni d’une très grande quantité de librairies permettant presque de tout faire pour un ingénieur en développement. C’est un des langages les plus utilisés à l’heure actuelle, et il est multi-plateformes. Pour s’initier au développement, c’est parfait, quoiqu’un peu lourd (le Python est plus sympa à aborder pour un néophyte).
    Je viens de jeter un coup d’oeil à l’application APL (sous GNU car je travaille essentiellement sous Linux, étant allergique aux produits Microsoft codés avec les pieds et truffés de failles béantes), et, bien qu’étant un vieux langage développé dans les années 50/60 à Harvard je crois, APL est un applicatif qui semble intéressant pour des scientifiques mais requiert un clavier spécial et les programmes qu’on rédige avec sont très peu lisibles par rapport aux programmes C++, du fait de sa syntaxe très particulière qui refroidit au premier abord. APL pour Linux est codé d’ailleurs en C++, ce qu montre la puissance du C++. Préférer donc le C++ pour un étudiant amateur d’informatique soucieux de s’ouvrir plus de portes d’entrées sur le marché du travail.
    Dans un proche avenir, la partie développement sera effectuée par des intelligences artificielles, seule l’analyse aura de la valeur ajoutée, et presque tout le monde pourra pondre des applicatifs. C’est déjà le cas d’ailleurs, et il existe par exemple des société IT qui proposent des applications logicielles sur mesure à faire soi-même à partir d’une analyse algorithmique qui s’effectue via le « Cloud » sur des serveurs spécialisés, à l’aide d’un navigateur web et d’une interface codée en php sur le poste client.

  11. L’APL a été développé à l’époque où les calculateurs étaient peu puissants (les gros CRAY de fin 76 début 80 étaient alloués aux grandes universités ou des labos privés à fort pouvoir d’achat !).
    C++ est certainement très bien mais ne suis pas spécialiste des routines qu’il utilise. Je crois me souvenir que G. Langlet préférait la simplicité d’APL avec un ATARI sur floppy disc !
    Il pouvait construire des images grâce aux croisements de matrices unitaires (ou géniton) avec lesquelles, de par les propriétés des fractales engendrées, il pouvait reconstruire des parties manquantes ou dégradées déduites des propriétés holographiques de telles matrices. L’originalité de son travail, son apport créatif, fut de concevoir et d’explorer la propagation asymétrique de la parité par son expression en APL « différent propager » ( ≠ \).
    Par curiosité concernant la machine de Turing, vous pouvez allez voir cet article qui inclue le contrôle des rétroactions (il est fait une petite allusion au ruban de Möbius et on peut aisément le comparer et l’appliquer au feuillet ADN) : https://drive.google.com/file/d/0B3gbSUvJhxQuRS1lUThIb2hvN1U/view

    Si des jeunes informaticiens pouvaient reprendre ces travaux, il y aurait convergence entre physique quantique (le « ou » n’est pas exclusif mais inclusif dans ses travaux), chimie, génétique, physiologie et anatomie et tout ceci par le biais d’un langage aux concepts employé dans la croissance du vivant. Bon courage aux intéressés potentiels.

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